内容正文:
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的学校、班级、姓名及考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 K-39 Mn-55 Fe-56 Co-59
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2026年央视春晚舞蹈节目《丝路古韵》将克孜尔石窟壁画“搬”上舞台,带领观众踏上古丝绸之路的美妙旅程。古丝绸之路贸易的商品有丝绸、瓷器、茶叶等。下列说法错误的是
A. 克孜尔石窟壁画的主色调青金石蓝来自矿物颜料
B. 丝绸的主要成分为蛋白质,属于天然有机高分子
C. 烧制瓷器的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂
D. 茶叶中含有茶多酚,具有抗氧化的功效
【答案】C
【解析】
【详解】A.青金石属于天然矿物,性质稳定,是古代壁画常用的矿物蓝色颜料,A正确;
B.丝绸的主要成分是蚕丝蛋白,属于天然有机高分子化合物,B正确;
C.烧制瓷器的主要原料是黏土(高岭土),纯碱、石灰石和石英砂是制备玻璃的主要原料,C错误;
D.茶多酚具有还原性,可与氧化性物质反应,具有抗氧化的功效,D正确;
故选C。
2. 下列基于实验操作或试剂保存进行的推测正确的是
选项
事实
推测
A
浓硫酸可以干燥HCl
浓硫酸也能干燥HI
B
酸碱滴定操作时,装标准液的滴定管需要润洗
酸碱滴定操作时,装待测液的滴定管也需要润洗
C
盐酸可以保存在玻璃瓶中
氢氟酸也可以保存在玻璃瓶中
D
金属钠、钾常保存在煤油中
金属锂也可保存在煤油中
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.HI具有强还原性,浓硫酸具有强氧化性,二者会发生氧化还原反应,因此浓硫酸不能干燥HI,A错误;
B.酸碱滴定中,若装待测液的滴定管不润洗,管内残留的水会稀释待测液,导致测定结果出现误差,因此装待测液的滴定管也需要润洗,B正确;
C.氢氟酸会与玻璃的主要成分发生反应,会腐蚀玻璃,因此不能保存在玻璃瓶中,C错误;
D.金属锂的密度比煤油小,会浮在煤油表面,无法隔绝空气和水,因此不能保存在煤油中,应保存在石蜡中,D错误;
故答案选B。
3. 食品添加剂已成为人类生活中不可缺少的物质,下列说法错误的是
A. 加工面包添加适量碳酸氢钠可以使面团疏松、多孔,食品更加松软
B. 制作豆腐时,向豆浆中加入盐卤等物质,使豆浆中的蛋白质聚沉析出
C. 葡萄酒酿制过程中,添加适量二氧化硫可以起到杀菌和抗氧化的作用
D. 生鲜海产品中,为了保鲜防腐,可以适当喷洒少量甲醛
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳酸氢钠受热易分解,反应为,产生的二氧化碳气体可使面团疏松多孔,让面包更松软,A正确;
B.豆浆属于胶体,盐卤是电解质类物质,加入盐卤可使豆浆中的蛋白质发生聚沉析出,用于制作豆腐,B正确;
C.二氧化硫具有还原性,且可使蛋白质变性,葡萄酒酿制中添加适量二氧化硫可起到杀菌和抗氧化的作用,符合食品安全标准,C正确;
D.甲醛是有毒致癌物质,会危害人体健康,严禁用于任何食品的保鲜防腐,D错误;
故选D。
4. 用肼(N2H4)的水溶液处理核冷却系统内壁上的Fe3O4,反应原理如图所示(部分产物略)。设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中σ键的数目为NA
B. 标准状况下,2.24 LN2H4中含有的电子数目为1.8NA
C. 每处理0.1 mol Fe3O4,理论上溶液中的H+数目减少0.6NA
D. 每生成5.6g N2,理论上转移的电子数目为0.4NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.每个肼分子中含有5个σ键(4个N-H和1个N-N),加上2个配位键,中σ键的数目为,A项错误;
B.标准状况下,为液体,的物质的量不是,B项错误;
C.反应的离子方程式为,每处理,理论上溶液中的数目减少,C项正确;
D.的物质的量是过程中,的化合价由-2价升高到0价,每生成理论上转移的电子数目为,D项错误;
故选C。
5. 下列离子方程式书写正确的是
A. 常温下,Cl2通入足量碳酸钠溶液中:
B. 草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色:
C. 向溶液中滴加少量溶液:
D. 将CO2通入CaCl2溶液中:
【答案】A
【解析】
【详解】A.与水反应生成HCl和HClO,酸性顺序为,足量碳酸钠条件下,HCl和HClO均与反应生成,反应规律符合事实,方程式配平正确,A正确;
B.草酸是二元弱酸,不能拆写为,正确的离子方程式为:,B错误;
C.与阳离子结合顺序为,加入少量时,仅转化为沉淀,正确的离子方程式为:,C错误;
D.碳酸酸性弱于盐酸,弱酸不能制强酸,通入溶液不发生反应,D错误;
故选A。
6. 我国科研团队通过炔基点击反应,在温和条件下以高收率制备了高分子聚合物。下列说法错误的是
A. 该反应为加聚反应 B. X分子中最多有16个原子在同一平面
C. Z为可降解高分子 D. Z的重复单元中有两种官能团
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应是碳碳三键和丁二酸的O-H键的加成聚合反应,三键变成双键,无小分子脱去,属于加聚反应,A项正确;
B.X 的结构为,碳碳三键为直线形结构、酯羰基为平面结构,通过单键旋转可使两端炔基与酯基平面完全重合,中间 −(CH2)6− 饱和碳链所有碳原子均可共面,结合饱和碳原子四面体结构(同一个−CH2 −最多仅1个H可进入平面),最多共面原子依次为1个左端炔氢原子、2 个炔碳原子、1个酯羰基碳原子、2 个酯氧原子、6 个亚甲基碳原子、右端 2 个酯氧原子、1个酯羰基碳原子、2 个炔碳原子、1个右端炔氢原子,所以分子中最多有18个原子在同一平面,B项错误;
C.Z中含有酯基,酯基可以水解断裂,所以Z为可降解高分子,C项正确;
D.Z的重复单元中有酯基、碳碳双键两种官能团,D项正确;
故答案选B。
7. 下列装置能达到实验目的的是
A.制备无水MgCl2
B.检验氯气是否具有漂白性
C.检验煤干馏产生的H2S
D.检验淀粉是否发生水解反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.为强酸弱碱盐,直接蒸发结晶无法得到无水,需在气流中加热蒸发,以抑制的水解,A项错误;
B.干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,说明干燥的氯气不具有漂白性,B项正确;
C.煤的干馏应隔绝空气加强热,C项错误;
D.检验醛基应先加入NaOH溶液中和硫酸,再加入银氨溶液,D项错误;
故答案选B。
8. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列宏观现象与微观解释不相符的是
选项
宏观现象
微观解释
A
存在PCl5,不存在NCl5
P原子采取sp3d杂化轨道成键,N原子无d轨道
B
壁虎能在天花板上爬行自如
壁虎足上的细毛与墙体之间存在范德华力
C
镁有银白色金属光泽
金属镁中的自由电子容易吸收可见光的能量跃迁到较高能级,在返回原能级时以光的形式放出能量
D
熔点: Ca>Al
Ca的金属性比Al的强
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.磷元素的原子序数为15,基态原子的价层电子排布式为3s23p3,最外层存在3d轨道,可以发生sp3d杂化形成5个σ键,能与氯原子形成五氯化磷,而氮元素的原子序数为7,基态原子的价层电子排布式为2s22p3,最外层不存在d轨道,不能发生sp3d杂化形成5个σ键,不能与氯原子形成五氯化氮,A不符合题意;
B.壁虎足上有许多细毛,壁虎在天花板上爬行时,细毛与墙体之间存在的范德华力使得壁虎爬行自如,B不符合题意;
C.镁能吸收各种波长的可见光,吸收后又把它们几乎全部反射出去,所以镁有银白色金属光泽,C不符合题意;
D.Ca的金属性比Al的强,但金属性强弱与金属熔点高低无直接关系。金属熔点高低主要取决于金属键的强弱,钙和铝都是金属晶体,铝离子的电荷数强于钙离子,离子半径小于钙离子,所以铝晶体中的金属键强于钙晶体,熔点高于钙晶体,D符合题意;
故选D。
9. 在化学中应用广泛,可用于制备催化剂等。X元素基态原子的最外层电子排布式为,Y元素基态原子s、p能级上的电子总数相等,W、Y可形成两种常见的液体,Z元素基态原子的M层有6对成对电子且无空轨道。该化合物的热重曲线如图所示,下列说法正确的是
A. Z位于元素周期表第四周期ⅠB族
B. X能形成多种同素异形体,它们之间的转化为物理变化
C. C点化学式为Z3Y4
D. 、的空间结构均为三角锥形
【答案】C
【解析】
【分析】X元素基态原子的最外层电子排布式为,则为2s22p2,X为碳;Y元素基态原子s、p能级上的电子总数相等,则为1s22s22p4,Y为氧;W、Y可形成两种常见的液体,W为氢,形成液体为水、过氧化氢;Z元素基态原子的M层有6对成对电子且无空轨道,价电子排布为,则Z为钴;
【详解】A.元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族,A错误;
B.碳元素有多种同素异形体,同素异形体之间的转化为化学变化,B错误;
C.根据原子守恒可知,的物质的量为,开始(或)过程中,固体减少的质量为,恰好为的质量,则(或)点固体为,过程中,受热分解,点固体中,含(即),则含(即),点固体中,即化学式为,C正确;
D.中C的价层电子对数为3+=4,没有孤电子对,空间构型为平面三角形,中O的价层电子对数为3+=4,有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,D错误;
故选C。
10. 我国科研团队研发了一种基于微生物燃料电池的肿瘤治疗系统,其简化电化学原理如图所示,电极N为经表面修饰后的厌氧微生物脱硫弧菌(Dsv),消耗肿瘤微环境中抑制免疫的乳酸作为“燃料”,并产生电子。同时,Mn2+能够激活免疫信号通路,加快抗肿瘤细胞成熟。已知肿瘤细胞糖蛋白中含有大量-OH、-NH2。下列说法错误的是
A. Dsv的细胞膜经过表面修饰后可与肿瘤细胞糖蛋白形成分子间氢键,可识别肿瘤部位
B. 电极电势:电极M>电极N
C. 电池工作时,正极区溶液的pH增大
D. 常温下,电极M每减少,理论上电极产生的CO2体积小于3.36 L
【答案】D
【解析】
【详解】A.Dsv的细胞膜经过表面修饰后可与肿瘤细胞糖蛋白形成分子间氢键,可识别肿瘤部位,故A项正确;
B.电极M为正极,电极N为负极,电极电势:电极M>电极N,故B项正确;
C.正极电极反应式为,每转移,消耗,因此正极区溶液的变大,故C项正确;
D.的物质的量为,结合正极电极反应式,每消耗0.3 mol,电路中转移0.6 mol,根据负极反应: ,故比例关系:,理论上负极产生0.15 mol,标准状况下的体积为3.36 L,常温下的体积大于3.36 L,故D项错误;
因此答案选D。
11. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将灼热的木炭投入浓硝酸中,有红棕色气体产生
一定温度下,浓硝酸可以氧化木炭
B
向溶液中通入少量氯气,再加入四氯化碳静置后,下层变为橙色
非金属性:Cl>Br
C
向溶液中加入溶液,溶液变为红色,加入NaF固体,红色褪去,继续滴加淀粉KI溶液,未见明显变化
配位能力:,氧化性:
D
乙醇和浓硫酸共热至170 ℃,将产生的气体通入溴水中,溴水褪色
乙烯发生了加成反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓硝酸受热易分解生成红棕色,无法确定来自木炭与浓硝酸的氧化反应,A错误;
B.KBrO3溶液中通入少量的氯气,生成溴和氯酸钾,可知Br元素的化合价降低、Cl元素的化合价升高,则氧化性: KBrO3>KClO3,该反应不能证明Cl和Br的非金属性强弱,若要证明Cl和Br的非金属性强弱,需要向KBr溶液通入少量氯气,再加入四氯化碳,B错误;
C.加入NaF后红色褪去,说明可取代与形成更稳定的配离子,配位能力;加淀粉KI溶液无明显现象,说明无法氧化,而可氧化,故氧化性,C正确;
D.乙醇与浓硫酸共热的副反应会生成,具有还原性也可使溴水褪色,无法证明乙烯发生加成反应,D错误;
故答案选C。
12. 在“碳达峰、碳中和”的背景下,CO2电还原制、等化学品的研究备受关注。催化剂作用下CO2电还原可能的反应机理及相对能量变化如图所示(*表示吸附态)。已知:Bi、In、BiIn合金的活性位点对O的连接能力较强,Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强,Cu对CO的吸附能力远强于Au,且Cu吸附CO后不易脱离。下列说法正确的是
A. 大规模开采可燃冰作为新能源可减少的排放
B. A的结构为
C. 若还原产物为CO,则应选择Cu作催化剂
D. BiIn合金对CO2电还原为HCOOH的催化活性最高
【答案】D
【解析】
【详解】A.可燃冰燃烧产生,不能减少的排放,A错误;
B.CO2得到1个电子生成A,A仅带1个单位负电荷,故A的结构为,B错误;
C.若要得到CO产物,需要∗CO从催化剂表面脱离。题干已知:Cu对CO的吸附能力远强于Au,且Cu吸附CO后不易脱离,无法得到游离的CO,因此制CO不应选择Cu,C错误;
D.催化剂的催化活性和决速步的活化能有关,活化能越低,催化活性越高。由能量变化图可知,CO2还原为HCOOH时,BiIn合金的决速步活化能低于Bi和In,且BiIn合金对O的连接能力强,符合生成HCOOH的反应路径需求,因此催化活性最高,D正确;
故选D。
13. 普鲁士黄、普鲁士蓝和普鲁士白在光照条件下晶胞可发生如下转化,已知普鲁士蓝晶体的密度为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 表示
B. CN-有剧毒,但普鲁士白无毒,是因为CN-与Fe元素形成的配位键稳定
C. 普鲁士白中与K+等距且最近的K+有6个
D. 普鲁士蓝晶体中和的最短距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.普鲁士黄普鲁士蓝普鲁士白过程中,CN-(白球)位置和数目不变,晶胞内部逐渐填入,小白球逐渐被代替,晶胞整体为电中性,铁元素的化合价降低,则小白球表示,表示,A项正确;
B.普鲁士白无毒,是因为与元素形成的配位键稳定,难以解离,B项正确;
C.结合晶胞分析,普鲁士白中与等距且最近的有6个,C项正确;
D.普鲁士蓝的化学式为,晶胞中含4个该单元。与的最短距离为晶胞棱长a的一半,由密度公式可得棱长,最短距离应为,D项错误。
故选D。
14. 某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即,通过调节使和形成硫化物而分离,体系中随pH的变化关系如图所示,M表示、、或。已知:、、点的坐标分别为、、。下列说法正确的是
A. L2为与pH的关系曲线
B. 、x=5
C. 在PbS和ZnS共存的悬浊液中
D. 将少量H2S通入NaCN溶液中,发生反应的离子方程式为
【答案】A
【解析】
【分析】始终饱和的溶液中,随着的增大,、的电离抑制程度减小,、逐渐增大,、逐渐减小,且较小时,,故为与的关系曲线,为与的关系曲线,,当浓度相同时,,故为与的关系曲线、为与的关系曲线,据此分析:
【详解】A.由分析可知,为与的关系曲线,A正确;
B.由点坐标可知,时,,则,由点坐标可知,时,,则,由点坐标可知,时,,,则,B错误;
C.根据图像中()与()的交点坐标计算;由()与的交点(时)计算,从而得出,C错误;
D.由B分析可知,,将通入溶液中,发生反应的离子方程式为,D错误;
故答案选A。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硫酸肼(,),白色梭形晶体,易溶于热水,微溶于冷水,不溶于甲醇,有强还原性,主要用于制作药品和工业级偶氮二异丁腈等的原料。现用水合肼(无色油状液体)和浓硫酸制备硫酸肼并测定其纯度。
Ⅰ.水合肼的制备:用NH3、Cl2和NaOH溶液制备水合肼,实验装置如图所示(部分夹持装置略)。
Ⅱ.硫酸肼的制备:将一定量的水合肼稀释,加入三颈烧瓶中,将98%的浓硫酸逐滴加入,保持体系温度在0~10℃,在pH为5~7时停止滴加。继续搅拌并保温2h,沉降出白色固体,过滤,洗涤,干燥得硫酸肼粗品。
(1)盛装浓盐酸的仪器名称为___________,试剂A可选用___________(填标号)。
A.MnO2 B.KMnO4 C.NH4Cl D.NH4Cl、Ca(OH)2
(2)选用上述装置完成水合肼的制备,仪器的连接顺序为a→___________→h。
(3)制备水合肼总反应的离子方程式为___________,已知N2H4的沸点为113℃,的沸点为120℃,沸点比N2H4高的主要原因是___________。
(4)步骤Ⅱ中,宜选择___________对硫酸肼粗品进行洗涤。
Ⅲ.硫酸肼纯度的测定:称取1.0 g产品溶于热水,加入适量NaHCO3固体调节pH,加水配成100 mL溶液,取25.000mL该溶液于锥形瓶中,加入2滴淀粉溶液,用0.1 mol/L的标准碘溶液滴定至终点,消耗标准碘溶液25.00 mL。
(5)已知滴定过程中有无毒气体产生,该气体是___________。
(6)产品中硫酸肼的质量分数为___________%。
【答案】(1) ①. 恒压分液漏斗 ②. D
(2)f→g (或g→f)→b→c(或c→b)→e→d
(3) ①. ②. H2O和N2H4形成的氢键比N2H4分子间形成的氢键更强
(4)甲醇 (5)N2
(6)65
【解析】
【小问1详解】
盛装浓盐酸的仪器是恒压分液漏斗,其作用是平衡气压,使液体顺利滴下;试剂A用于制备NH3,根据装置图,左侧为固体加热型装置,需选择能加热分解产生NH3的试剂,A.MnO2与浓盐酸反应生成Cl2,不符合;B.KMnO4与浓盐酸反应制Cl2,不符合;C.NH4Cl单独加热会分解为NH3和HCl,但冷却后二者又会结合生成NH4Cl,无法持续制NH3,不符合;D.NH4Cl和Ca(OH)2实验室制备NH3经典方法,符合该实验,故答案选D;
【小问2详解】
结合信息用、和制备水合肼,可由浓盐酸和,(试剂B)制备,需要防倒吸,需要除去杂质气体,仪器的连接顺序为(或)(或)。
【小问3详解】
NH3、Cl2、NaOH反应生成N2H4·H2O,Cl2被还原为Cl-,N元素从-3价升到-2价,反应方程式为;H2O和N2H4形成的氢键比N2H4分子间形成的氢键更强;
【小问4详解】
根据题干信息“微溶于冷水,不溶于甲醇”,为减少产品溶解损失,应选择甲醇对固体进行洗涤,防止其溶解;
【小问5详解】
硫酸肼有强还原性,能与碘单质发生氧化还原反应生成无毒气体,反应方程式为,则该气体为;
【小问6详解】
滴定消耗标准碘溶液,根据滴定过程发生的反应可得关系式:,则25.00 mL待测液中,1.0 g产品中硫酸肼的质量分数为。
16. 金广泛应用于电子制造及航空航天领域,以载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被、包裹,还含有少量、)为原料提炼Au的工艺流程如下:
已知:①有毒,高温较稳定;②硫脲有还原性,在碱性条件下易发生水解,同时与碱反应生成;③不溶于水、盐酸、硫酸及氢氧化钠溶液,可溶于王水;④时,,,离子浓度时即可认为沉淀完全。
(1)基态铜原子的价层电子排布式为___________。
(2)“焙烧”时,FeAsS转化为两种有毒物质和一种红棕色固体,该反应的化学方程式为___________。
(3)“浸金”应在酸性介质中进行,这是因为在碱性条件下:①硫脲易水解,加大硫脲消耗量;②转化为沉淀;③___________。“浸金液”中含,与配位的原子是而不是的原因是___________。
(4)“滤渣2”的主要成分是___________,“砷氧化”时含砷微粒转化的离子方程式为___________。
(5)“沉砷”时,砷的去除率与温度的关系如图所示。温度越高,溶液中砷的去除率越低的原因是___________,常温下,为使完全沉淀而无Ca(OH)2析出,溶液的pH应不大于___________。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. Au+和S2-生成Au2S沉淀 ②. S的原子半径更大,电负性更小,更易提供孤电子对形成配位键
(4) ①. Fe(OH)3、Cu(OH)2 ②.
(5) ①. 温度升高,Ca(OH)2溶解度减小,Ca2+浓度减小,生成的Ca3(AsO4)2沉淀减少 ②. 12.5
【解析】
【分析】载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹,还含有少量CuO、SiO2)焙烧生成、、,CuO、SiO2热稳定性强不发生变化,加入硫酸酸浸,生成、,、Au、SiO2不与硫酸反应, 微溶于水,进入溶液中,Au、SiO2形成滤渣;滤液加入NaOH,生成和沉淀、沉淀(滤渣2),加入H2O2生成,加入沉砷生成;滤渣加入Fe3+和浸金,Au被氧化并与硫脲形成配合物含,进入溶液,仍为固体,得到浸金液和滤渣3(),加入Al除铁后沉金得到Au。
【小问1详解】
铜是29号元素,为第四周期IB族元素,价层电子排布式为。
【小问2详解】
结合信息,FeAsS转化为两种有毒物质和一种红棕色固体,则生成物为、和,该反应的化学方程式为。
【小问3详解】
结合信息,硫脲[]在碱性条件下易发生水解,同时与碱反应生成,在碱性条件下:①硫脲易水解,加大硫脲消耗量;②转化为沉淀;③和生成沉淀;S的原子半径更大,电负性更小,更易提供孤电子对形成配位键,因此与配位的原子是S而不是。
【小问4详解】
滤液中的、在“碱浸”时生成、沉淀,故“滤渣2”的主要成分是、;结合信息,“砷氧化”时含砷微粒转化的离子方程式为。
【小问5详解】
温度升高,溶解度减小,浓度减小,生成的沉淀减少,导致溶液中砷的去除率降低;为保证完全沉淀且无析出,当沉淀时,,,解得,,解得,,则,此时,故“沉砷”时溶液的pH应不大于12.5。
17. 苯乙烯是一种重要的基础有机化工原料,广泛用于合成塑料和橡胶。工业上制苯乙烯有多种工艺路线——传统乙苯脱氢、CO2氧化脱氢、O2氧化脱氢。
Ⅰ.传统乙苯脱氢反应:
副反应:
已知:高温条件下,乙苯会裂解产生积炭覆盖在催化剂的表面,使催化剂“中毒”。
(1)部分化学键的键能数据如下表,则___________。
共价键
C-C
C-H
C=C
H-H
键能/(kJ·mol-1)
347.7
413.4
615
436
(2)在、 kPa下,以水蒸气作稀释气发生乙苯脱氢反应。芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性随乙苯转化率的变化曲线如图所示。
①工业中,通常在乙苯蒸气中掺混一定量的水蒸气进行反应,加入水蒸气的目的是___________。
②曲线c代表的产物是___________。
Ⅱ.科学家用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯与二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。催化剂存在酸性位(能接受电子对的位点)和碱性位(能给出电子对的位点)的反应活性中心,反应历程如图所示:
(3)下列说法错误的是___________(填标号)。
A. 反应过程只涉及极性键的断裂和形成
B. 催化剂的酸性位可以吸附、活化乙苯
C. 催化剂的碱性位可以吸附、活化CO2
D. 如果催化剂表面碱性太强,乙苯的转化率会升高
(4)900 K时,向恒容密闭容器中加入过量CaCO3和一定量乙苯,发生反应:; ,初始和平衡时容器内压强分别为和,则平衡时苯乙烯的分压为___________(用含有、、的代数式表示)。
(5)O2氧化脱氢法制苯乙烯。和其他工艺相比,区别是原料中添加的气体不同,与其他方法相比,O2氧化脱氢法得到的苯乙烯纯度较低可能的原因是___________。
(6)某研究团队报道了一种高效合成药物分子的新方法:以镍为阴极,苯乙烯和CO2选择性加氢数基化,一步得到布洛芬、萘普生等抗炎药的核心结构——苯丙酸衍生物(),该电极反应式为___________。
【答案】(1)+123.5
(2) ①. 与催化剂表面的积碳反应,防止催化剂中毒;减小体系中各组分分压,使平衡向正向进行,提高乙苯的平衡转化率 ②. 苯 (3)AD
(4)
(5)苯乙烯进一步被氧化
(6) +CO2+2e-+2H+=
【解析】
【小问1详解】
乙苯脱氢反应中断裂2个、个,形成1个和1个;
【小问2详解】
①水蒸气可与催化剂表面的积碳反应,防止催化剂中毒;加入水蒸气,减小体系中各组分分压,使平衡向正向进行,提高乙苯的平衡转化率;
②苯乙烯为主要产物,为苯乙烯的选择性曲线,随着乙苯转化率增加,生成的浓度增大,促进了消耗生成甲苯的副反应,使甲苯选择性(曲线b)升高;而生成苯的反应不涉及且为吸热反应,其选择性(曲线c)的变化趋势不明显,则为苯的选择性曲线;
【小问3详解】
A.反应过程生成C=C(非极性键),涉及非极性键的形成,并非只有极性键的断裂和形成,A错误;
B.酸性位可接受电子对,能吸附乙苯脱去的,活化乙苯,B正确;
C.碱性位给出电子对,中带正电,可被碱性位吸附活化,C正确;
D.若碱性太强,会过多吸附活化CO2,导致乙苯吸附活化减少,乙苯转化率降低,D错误。
故选AD。
【小问4详解】
CaCO3分解平衡中,即平衡时CO2分压恒为,设苯乙烯平衡分压为,则平衡时各气体分压:,,,,,总压,整理得,故苯乙烯平衡分压为;
【小问5详解】
苯乙烯在氧气作用下可进一步被氧化,导致制得的纯度较低。
【小问6详解】
苯乙烯与在阴极得到电子并结合生成苯丙酸衍生物(),阴极电极反应式为 +CO2+2e-+2H+=
18. Gepotidacin是一种新型口服抗生素,可以降低耐药风险,化合物K是其重要中间体,合成路线如下。
(1)B的化学名称为___________,Ⅰ中含氧官能团名称为___________。
(2)G的分子式为C16H25N3O5,H的结构简式为___________,D→E反应类型为___________。
(3)下列说法错误的是___________(填标号)。
A.化合物A中碳原子的杂化方式有3种
B.C→J的过程涉及羟基的保护
C.化合物B、K中均存在手性碳原子
(4)F与NaOH溶液在加热条件下发生反应的化学方程式为___________。
(5)符合下列条件的化合物C的同分异构体有___________种,写出其中一种的结构简式:___________。
①分子中含有苯环和硝基
②能与FeCl3发生显色反应,1mol该物质最多能与3molNaOH反应
③核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为6:4:2:1
【答案】(1) ①. 2-氨基-1,3-丙二醇 ②. 醚键、酰胺基
(2) ①. ②. 还原反应
(3)AC (4)+2NaOH+CH3CH2OH+NaBr
(5) ①. 4 ②. 或或或
【解析】
【分析】A和B反应生成C,根据A的分子式、B和C的结构简式知,A为;C和反应得到D,D为;D经过催化氢化还原,硝基被还原成—NH2,得到E;E的结构简式为;E和F发生取代反应生成G,G在NaH的作用下,发生分子内取代反应,形成六元环得到H;H的结构式为;H在MnO2的作用下发生消去反应得到I,I和HCl反应得到J,J在Et3N的作用下和反应生成最终产物K;
【小问1详解】
B的结构简式为;化学名称应为2-氨基-1,3-丙二醇;I的结构简式为,含氧官能团为酰胺基和醚键;
【小问2详解】
H和G相比,少了2个碳、6个氢和1个氧,且后续产物I有一个酰胺基六元环;因此我们可以确定,G→H发生的是分子内取代反应,酯基变成了酰胺基并成环,因此H的结构简式为;D→E,硝基被氢气还原为氨基,因此反应类型为还原反应;
【小问3详解】
A.化合物A中碳原子的杂化方式有sp2(环上的碳原子)和sp3(位于甲氧基)2种,A错误;
B.分析合成路线可知,C→D时羟基转化为醚键,I→J时醚键又转化为羟基,C→J涉及羟基的保护,B正确;
C.化合物K存在手性碳原子,但化合物B中没有手性碳原子,C错误;
故答案选AC;
【小问4详解】
F与溶液在加热条件下发生反应+2NaOH+CH3CH2OH+NaBr;
【小问5详解】
C的同分异构体能与发生显色反应,说明含有酚羟基,根据定量关系该物质最多能与反应,说明分子中含有3个酚羟基,结合核磁共振氢谱的峰面积之比可知,可能的结构简式为或或或 ,共4种。
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化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的学校、班级、姓名及考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 K-39 Mn-55 Fe-56 Co-59
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2026年央视春晚舞蹈节目《丝路古韵》将克孜尔石窟壁画“搬”上舞台,带领观众踏上古丝绸之路的美妙旅程。古丝绸之路贸易的商品有丝绸、瓷器、茶叶等。下列说法错误的是
A. 克孜尔石窟壁画的主色调青金石蓝来自矿物颜料
B. 丝绸的主要成分为蛋白质,属于天然有机高分子
C. 烧制瓷器的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂
D. 茶叶中含有茶多酚,具有抗氧化的功效
2. 下列基于实验操作或试剂保存进行的推测正确的是
选项
事实
推测
A
浓硫酸可以干燥HCl
浓硫酸也能干燥HI
B
酸碱滴定操作时,装标准液的滴定管需要润洗
酸碱滴定操作时,装待测液的滴定管也需要润洗
C
盐酸可以保存在玻璃瓶中
氢氟酸也可以保存在玻璃瓶中
D
金属钠、钾常保存在煤油中
金属锂也可保存在煤油中
A. A B. B C. C D. D
3. 食品添加剂已成为人类生活中不可缺少的物质,下列说法错误的是
A. 加工面包添加适量碳酸氢钠可以使面团疏松、多孔,食品更加松软
B. 制作豆腐时,向豆浆中加入盐卤等物质,使豆浆中的蛋白质聚沉析出
C. 葡萄酒酿制过程中,添加适量二氧化硫可以起到杀菌和抗氧化的作用
D. 生鲜海产品中,为了保鲜防腐,可以适当喷洒少量甲醛
4. 用肼(N2H4)的水溶液处理核冷却系统内壁上的Fe3O4,反应原理如图所示(部分产物略)。设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中σ键的数目为NA
B. 标准状况下,2.24 LN2H4中含有的电子数目为1.8NA
C. 每处理0.1 mol Fe3O4,理论上溶液中的H+数目减少0.6NA
D. 每生成5.6g N2,理论上转移的电子数目为0.4NA
5. 下列离子方程式书写正确的是
A. 常温下,Cl2通入足量碳酸钠溶液中:
B. 草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色:
C. 向溶液中滴加少量溶液:
D. 将CO2通入CaCl2溶液中:
6. 我国科研团队通过炔基点击反应,在温和条件下以高收率制备了高分子聚合物。下列说法错误的是
A. 该反应为加聚反应 B. X分子中最多有16个原子在同一平面
C. Z为可降解高分子 D. Z的重复单元中有两种官能团
7. 下列装置能达到实验目的的是
A.制备无水MgCl2
B.检验氯气是否具有漂白性
C.检验煤干馏产生的H2S
D.检验淀粉是否发生水解反应
A. A B. B C. C D. D
8. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列宏观现象与微观解释不相符的是
选项
宏观现象
微观解释
A
存在PCl5,不存在NCl5
P原子采取sp3d杂化轨道成键,N原子无d轨道
B
壁虎能在天花板上爬行自如
壁虎足上的细毛与墙体之间存在范德华力
C
镁有银白色金属光泽
金属镁中的自由电子容易吸收可见光的能量跃迁到较高能级,在返回原能级时以光的形式放出能量
D
熔点: Ca>Al
Ca的金属性比Al的强
A. A B. B C. C D. D
9. 在化学中应用广泛,可用于制备催化剂等。X元素基态原子的最外层电子排布式为,Y元素基态原子s、p能级上的电子总数相等,W、Y可形成两种常见的液体,Z元素基态原子的M层有6对成对电子且无空轨道。该化合物的热重曲线如图所示,下列说法正确的是
A. Z位于元素周期表第四周期ⅠB族
B. X能形成多种同素异形体,它们之间的转化为物理变化
C. C点化学式为Z3Y4
D. 、的空间结构均为三角锥形
10. 我国科研团队研发了一种基于微生物燃料电池的肿瘤治疗系统,其简化电化学原理如图所示,电极N为经表面修饰后的厌氧微生物脱硫弧菌(Dsv),消耗肿瘤微环境中抑制免疫的乳酸作为“燃料”,并产生电子。同时,Mn2+能够激活免疫信号通路,加快抗肿瘤细胞成熟。已知肿瘤细胞糖蛋白中含有大量-OH、-NH2。下列说法错误的是
A. Dsv的细胞膜经过表面修饰后可与肿瘤细胞糖蛋白形成分子间氢键,可识别肿瘤部位
B. 电极电势:电极M>电极N
C. 电池工作时,正极区溶液的pH增大
D. 常温下,电极M每减少,理论上电极产生的CO2体积小于3.36 L
11. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将灼热的木炭投入浓硝酸中,有红棕色气体产生
一定温度下,浓硝酸可以氧化木炭
B
向溶液中通入少量氯气,再加入四氯化碳静置后,下层变为橙色
非金属性:Cl>Br
C
向溶液中加入溶液,溶液变为红色,加入NaF固体,红色褪去,继续滴加淀粉KI溶液,未见明显变化
配位能力:,氧化性:
D
乙醇和浓硫酸共热至170 ℃,将产生的气体通入溴水中,溴水褪色
乙烯发生了加成反应
A. A B. B C. C D. D
12. 在“碳达峰、碳中和”的背景下,CO2电还原制、等化学品的研究备受关注。催化剂作用下CO2电还原可能的反应机理及相对能量变化如图所示(*表示吸附态)。已知:Bi、In、BiIn合金的活性位点对O的连接能力较强,Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强,Cu对CO的吸附能力远强于Au,且Cu吸附CO后不易脱离。下列说法正确的是
A. 大规模开采可燃冰作为新能源可减少的排放
B. A的结构为
C. 若还原产物为CO,则应选择Cu作催化剂
D. BiIn合金对CO2电还原为HCOOH的催化活性最高
13. 普鲁士黄、普鲁士蓝和普鲁士白在光照条件下晶胞可发生如下转化,已知普鲁士蓝晶体的密度为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 表示
B. CN-有剧毒,但普鲁士白无毒,是因为CN-与Fe元素形成的配位键稳定
C. 普鲁士白中与K+等距且最近的K+有6个
D. 普鲁士蓝晶体中和的最短距离为
14. 某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即,通过调节使和形成硫化物而分离,体系中随pH的变化关系如图所示,M表示、、或。已知:、、点的坐标分别为、、。下列说法正确的是
A. L2为与pH的关系曲线
B. 、x=5
C. 在PbS和ZnS共存的悬浊液中
D. 将少量H2S通入NaCN溶液中,发生反应的离子方程式为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硫酸肼(,),白色梭形晶体,易溶于热水,微溶于冷水,不溶于甲醇,有强还原性,主要用于制作药品和工业级偶氮二异丁腈等的原料。现用水合肼(无色油状液体)和浓硫酸制备硫酸肼并测定其纯度。
Ⅰ.水合肼的制备:用NH3、Cl2和NaOH溶液制备水合肼,实验装置如图所示(部分夹持装置略)。
Ⅱ.硫酸肼的制备:将一定量的水合肼稀释,加入三颈烧瓶中,将98%的浓硫酸逐滴加入,保持体系温度在0~10℃,在pH为5~7时停止滴加。继续搅拌并保温2h,沉降出白色固体,过滤,洗涤,干燥得硫酸肼粗品。
(1)盛装浓盐酸的仪器名称为___________,试剂A可选用___________(填标号)。
A.MnO2 B.KMnO4 C.NH4Cl D.NH4Cl、Ca(OH)2
(2)选用上述装置完成水合肼的制备,仪器的连接顺序为a→___________→h。
(3)制备水合肼总反应的离子方程式为___________,已知N2H4的沸点为113℃,的沸点为120℃,沸点比N2H4高的主要原因是___________。
(4)步骤Ⅱ中,宜选择___________对硫酸肼粗品进行洗涤。
Ⅲ.硫酸肼纯度的测定:称取1.0 g产品溶于热水,加入适量NaHCO3固体调节pH,加水配成100 mL溶液,取25.000mL该溶液于锥形瓶中,加入2滴淀粉溶液,用0.1 mol/L的标准碘溶液滴定至终点,消耗标准碘溶液25.00 mL。
(5)已知滴定过程中有无毒气体产生,该气体是___________。
(6)产品中硫酸肼的质量分数为___________%。
16. 金广泛应用于电子制造及航空航天领域,以载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被、包裹,还含有少量、)为原料提炼Au的工艺流程如下:
已知:①有毒,高温较稳定;②硫脲有还原性,在碱性条件下易发生水解,同时与碱反应生成;③不溶于水、盐酸、硫酸及氢氧化钠溶液,可溶于王水;④时,,,离子浓度时即可认为沉淀完全。
(1)基态铜原子的价层电子排布式为___________。
(2)“焙烧”时,FeAsS转化为两种有毒物质和一种红棕色固体,该反应的化学方程式为___________。
(3)“浸金”应在酸性介质中进行,这是因为在碱性条件下:①硫脲易水解,加大硫脲消耗量;②转化为沉淀;③___________。“浸金液”中含,与配位的原子是而不是的原因是___________。
(4)“滤渣2”的主要成分是___________,“砷氧化”时含砷微粒转化的离子方程式为___________。
(5)“沉砷”时,砷的去除率与温度的关系如图所示。温度越高,溶液中砷的去除率越低的原因是___________,常温下,为使完全沉淀而无Ca(OH)2析出,溶液的pH应不大于___________。
17. 苯乙烯是一种重要的基础有机化工原料,广泛用于合成塑料和橡胶。工业上制苯乙烯有多种工艺路线——传统乙苯脱氢、CO2氧化脱氢、O2氧化脱氢。
Ⅰ.传统乙苯脱氢反应:
副反应:
已知:高温条件下,乙苯会裂解产生积炭覆盖在催化剂的表面,使催化剂“中毒”。
(1)部分化学键的键能数据如下表,则___________。
共价键
C-C
C-H
C=C
H-H
键能/(kJ·mol-1)
347.7
413.4
615
436
(2)在、 kPa下,以水蒸气作稀释气发生乙苯脱氢反应。芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性随乙苯转化率的变化曲线如图所示。
①工业中,通常在乙苯蒸气中掺混一定量的水蒸气进行反应,加入水蒸气的目的是___________。
②曲线c代表的产物是___________。
Ⅱ.科学家用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯与二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。催化剂存在酸性位(能接受电子对的位点)和碱性位(能给出电子对的位点)的反应活性中心,反应历程如图所示:
(3)下列说法错误的是___________(填标号)。
A. 反应过程只涉及极性键的断裂和形成
B. 催化剂的酸性位可以吸附、活化乙苯
C. 催化剂的碱性位可以吸附、活化CO2
D. 如果催化剂表面碱性太强,乙苯的转化率会升高
(4)900 K时,向恒容密闭容器中加入过量CaCO3和一定量乙苯,发生反应:; ,初始和平衡时容器内压强分别为和,则平衡时苯乙烯的分压为___________(用含有、、的代数式表示)。
(5)O2氧化脱氢法制苯乙烯。和其他工艺相比,区别是原料中添加的气体不同,与其他方法相比,O2氧化脱氢法得到的苯乙烯纯度较低可能的原因是___________。
(6)某研究团队报道了一种高效合成药物分子的新方法:以镍为阴极,苯乙烯和CO2选择性加氢数基化,一步得到布洛芬、萘普生等抗炎药的核心结构——苯丙酸衍生物(),该电极反应式为___________。
18. Gepotidacin是一种新型口服抗生素,可以降低耐药风险,化合物K是其重要中间体,合成路线如下。
(1)B的化学名称为___________,Ⅰ中含氧官能团名称为___________。
(2)G的分子式为C16H25N3O5,H的结构简式为___________,D→E反应类型为___________。
(3)下列说法错误的是___________(填标号)。
A.化合物A中碳原子的杂化方式有3种
B.C→J的过程涉及羟基的保护
C.化合物B、K中均存在手性碳原子
(4)F与NaOH溶液在加热条件下发生反应的化学方程式为___________。
(5)符合下列条件的化合物C的同分异构体有___________种,写出其中一种的结构简式:___________。
①分子中含有苯环和硝基
②能与FeCl3发生显色反应,1mol该物质最多能与3molNaOH反应
③核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为6:4:2:1
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